[发明专利]手机射频反射信号再利用技术

说明书

技术领域

当前发明涉及收集手机通信过程中由于PA和发射天线的不匹配而发射的射频信号，进而完成储能或者给手机充电的方法，间接提高了手机电池效率，手机续航将有所增加。

背景技术

手机耗电主要是屏幕耗电和各种通信耗电，所谓的手机通信包括语音及各种数字传输。手机屏幕的各种省电模式讨论的不少，如专利“01142699.3”，”20111008587.4”“201180000634.1”，“200510001805.9”等，重点讨论了如何利用外部事件因素降低背光耗电，达到省电目的。专利200510126421.X提出一种具有夜光涂层的键盘，也可以在一定程度上节省电池耗电。专利200710008699.6则讨论了如何利用集成在手机里面的传感器降低GPS系统耗电，从而达到提高手机待机时间的目的。但是我们知道，手机主要功能还是通信，GPS和背光等功能只不过是辅助功能。因此，通信耗电是任何一部手机都避免不了的。如何降低此种模式下的耗电至关重要。特别是语音通信时侯(即打电话时侯或者音频/视频传输的时侯，因为这个时侯手机PA要打开工作，该部分耗费能量在手机耗电中所占比例非常大)，如何降低电池损耗(不做无用功)，提高电池续航时间的讨论并不多见。特别是当手机相当一部分发射的射频信号被天线反射回来的时侯，设计者主要最怕该情况，因为这会降低手机射频效率，并且会导致手机EMC问题，同时信号的反射降低了电池的使用效率，导致电池待机时间大大减短。但是目前的情况是，这种反射情况在所有手机中都存在，并且无法避免。虽然专利200410083968.1提出了一种移动通讯终端天线的匹配电路及方法，可以根据匹配状况调整天线连接到不同的匹配电路上，简言之，这种技术是加入一个可调节网络，它能够匹配变化的天线阻抗，这样，PA就工作在近乎理想状态下。不幸的是，这种技术存在缺点，它需要可调电子元件和电事实算法组件调整，非常繁琐，不切合实际应用和实现。因此，我们结合实际情况，提出了一种重新利用发射射频信号能量储能或者给手机电池充电的方法，并且给出了简易实现电路。所提出的发明方法，不但可以解决手机EMC问题，提高各个射频器件的效率，还可以最大程度回收射频能量进行储能或者给电池充电，提高手机的续航能力。更为重要的是，所提出的方法简单易行，工程实现并不复杂，非常利于电路实现。

发明内容

本发明涉及一种回收利用手机天线反射射频信号进行储能或者给手机充电的方法，提高手机电池续航能力，避免反射信号对电路板的干扰和对射频器件的损害。

手机的应用环境复杂多变，各种对手机信号的影响总是不期而至(如用户的手握和头贴等)，这种情况会导致PA和天线间的阻抗失配，结果是从PA发射出去(标称値为1-2W)，需要传送到天线的很大一部分射频能量被反射回来，在传统的手机发射结构系统中，这部分被反射的射频能量再次进入PA，使得PA得效率降低。事实上，当过大的射频信号反射能量进入PA，很可能对PA造成损坏。或者，发射回来的射频信号能量没有进入PA，它可以窜入任何地方，尤其是手机的射频电路部分，这也可能导致手机EMC问题，大大降低手机的性能。电路设计者必须找出办法来处理这些使用中肯定会出现的电磁兼容性问题，这也给电路设计增加了困难。在效率评级中，如果大部分射频能量浪费在反射和散热中，那么，手机的效率注定是低下的。因此，在较差的通话环境中通话，其通话效果和距离也会远远差于预期。

而本发明的要点是在手机PA和手机天线(连同开关)之间插入一低损耗三端口环行器，使得PA输入信号经由环行器输出到天线端。天线发射端输入的PA射频信号一部分直接耦合到空间，成为有效信号，一部分由于反射从天线端口直接回灌到环行器，从另外一个端口输出，而该端口接一射频能量回收装置，将反射的射频信号进行整流滤波并且稳压进行储能或者直接给电池充电。与普通电路不同的是，我们插入了两个关键电路部分，一个是环行器，一个是射频信号回收装置，都是市面上可以采购到的普通元器件，非常利于工程实现。

其中，所述PA为常规手机功率放大器，一般标称职是1-2W，它是整个手机射频关键器件，信号经由它放大输入到天线端，进而辐射到空间，完成通信发射。

其中，所述环行器是一个三端口微波器件，分别连接PA输出端，天线输入端和射频信号能量回收装置的输入端。匹配情况下，PA输出信号完全输入到天线端口进行空间辐射，如果匹配情况受到破坏，反射信号会直接进入到射频信号能量回收装置。该三端口环行器要求插入损耗必须要小，尽量减低其对PA信号的损耗。一般市面上的环行器都可以做到插入损耗低于1dB的水平。